Condensadores ECT
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Características y Conexión
•Condensador:Componente eléctricoque puede almacenar carga eléctricapara usarla cualquier momento.Formadospor dos placasconductoras(armaduras) paralelasentre si.Separadas por un material aislante denominado dieléctrico(aire, papel, mica, cerámica....).Al conectarlas armadurasa una fuentede corrientecontínua, los electronesde la armadura B conectadaal polo positivo son atraidospor dichopolo, quedandola placa cargadapositivamente.a placa A conectadaal polo negativoabsorbeelectrones, cargándosenegatívamente. Las armadurasadquierenigual carga y de signo contrario.Manteniéndoseel condensador neutro.Si una vez cargado se desconecta las cargas se mantiene en las armaduras debido a la fuerza de atracción del campo eléctrico.
La cantidadde electricidadque adquierecualquierade las placasse denomina CARGA del condensador. [Q (C)Culombio]•Capacidad:Propiedad que posee de almacenar mayor o menor cantidad de electricidad [C(F) Faradio] Se expresapor la relaciónentre la cantidadde electricidadalmacenada en el condensador y la tensióna la que se encuentransusplacas.La capacidad depende de:La tensión.Su construcción.•La carga aumentará al aumentar la tensión:Si el condensador es plano Sucapacidadla podemosexpresaren funciónde sus características constructivas.[F] d: Espesordel dieléctrico[m] S: Áreaenfrentadaentre placas[m2] er: Permitividadrelativa del dieléctrico.eo: Permitividaddel vacio=1/(4p.9.109) [F.m-1] e: Permitividaddel dieléctrico. [F.m-1]
•Condensador esférico:Dos conductores esféricos y concéntricosopuestamente cargados.
•Rigidez dieléctrica:Existe un límite en el espesor, por debajo del cual y para una determinada tensión salta una chispa y se perfora el dieléctrico. A esta tensión se le denomina tensión de perforación(Vp) del dieléctrico.Se denomina tensión disruptiva o rigidez dieléctricaa la máxima tensión que puede soportar un dieléctrico por centímetro de espesor sin que se perfore [kV/cm].
•Tensión de trabajo (Vn):Es su tensión nominal, menor que la tensión de perforación.La puede soportar indefinidamente
•Tipos de condensadores:·De plástico:Dieléctrico de poliéster, polipropileno, politetrafluoretileno(teflón),estiroflex,……Láminas de plástico sobre las que se depositan capas metálicas.El másutilizadoes el poliester.Capacidad hasta algunos µF.•Condensador de papel:El dieléctrico estáconstituido por papel, generalmente impregnado de una cera mineral o un aceite (mineral o sintético).•Condensador electrolítico:Generalmente polarizado, construidos a partir de una armadura metálica sobre la que se crea por electrolisis una capa de óxido que hace de dieléctrico. Tipos:·De óxido de aluminio.·De óxido de tántalo.Se consiguen miles de µF.No pueden conectarse a corriente alterna•Otros tipos son:·De cerámica·De mica•Condensador variable:Formado por dos juegos de armaduras móviles una con respecto a la otra. Su uso implica una variación continua de la capacidad.La botella de Leyden:Sirve para almacenar electricidad estáticaEs el prototipo más antiguo de condensador.Constitución:·Dieléctrico:Frasco de vidrio delgado·Armaduraexterior:Hoja metálica de estaño que constituye el forro exterior, excepto la parte superior de la botella·Armadurainterior:Relleno de laminillas de latón en el interior del frasco Para evitar la comunicación entre las armaduras, el cuello de la botella estábarnizado de goma laca. Una vez cargada la botella, si se ponen las dos armaduras en contacto, se descargarácon una chispa y una explosión.La botella de Leyden:Sirve para almacenar electricidad estáticaEs el prototipo más antiguo de condensador.Carga:Con el condensador descargado>D.d.p entre armaduras = 0 V.Conectamos el conmutador en la posición “1”D.d.pentre armaduras máxima = E•A medida que pasa el tiempo la d.d.p. entre las armaduras va en aumento hasta que se iguala con la tensión en bornes del generador.En ese instante se completa el ciclo de carga y la intensidad de corriente queda interrumpida.Descarga:Al conectar el conmutador en la posición 2, la intensidad serála máxima.El condensador comienza a descargarse y la intensidad disminuye.Cuando se haya descargado la intensidad se habráanulado.•Constante de tiempo:Es el tiempo que tarda un condensador en adquirir el 63 % de la carga que la falta para estar cargado.Se considera cargado un condensador con tres constantes de tiempo.[tc= 3. .= 3. R. C (s)].Es válido también para el tiempo de descarga de un condensador.Un condensador no llegaránunca a cargarse o descargarse totalmente.•Energía almacenada por un condensador.{W =1/2 (C. V2)[J]}.Un condensador cargado actúacomo un interruptor abiertoen un circuito de corriente continua.•Asociación de condensadores:En un circuito los condensadores pueden conectarse en:·Serie·Paralelo·De forma mixta.Cualquier asociación puede reemplazarse por un condensador equivalente que produzca los mismos efectos que dicha asociación•Asociación en serie:Un circuito con varios condensadores asociados en serie es aquél en el que todos ellos se conectan uno a continuación del otro.La carga eléctrica adquirida por cada uno de los condensadores es la misma e igual a la carga adquirida por el condensador equivalente [Q1= Q2= Q3= QT+] [V1+ V2+V3= V].Como la capacidad es la relación entre la carga que acumula el condensador y la tensión en sus bornes.La tensión en los bornes de cada condensador es:Sumamos tensiones [V1+ V2+V3= (Qt/C1)+(Qt/C2)+(Qt/C3)]•Asociación en derivación o paralelo:[Q1 + Q2+ Q3= QTV1= V2= V3 = V]·La carga de cada condensador:[Qt=C·Vt] [Ct=C1+C2+C3]
•Condensador:Componente eléctricoque puede almacenar carga eléctricapara usarla cualquier momento.Formadospor dos placasconductoras(armaduras) paralelasentre si.Separadas por un material aislante denominado dieléctrico(aire, papel, mica, cerámica....).Al conectarlas armadurasa una fuentede corrientecontínua, los electronesde la armadura B conectadaal polo positivo son atraidospor dichopolo, quedandola placa cargadapositivamente.a placa A conectadaal polo negativoabsorbeelectrones, cargándosenegatívamente. Las armadurasadquierenigual carga y de signo contrario.Manteniéndoseel condensador neutro.Si una vez cargado se desconecta las cargas se mantiene en las armaduras debido a la fuerza de atracción del campo eléctrico.
La cantidadde electricidadque adquierecualquierade las placasse denomina CARGA del condensador. [Q (C)Culombio]•Capacidad:Propiedad que posee de almacenar mayor o menor cantidad de electricidad [C(F) Faradio] Se expresapor la relaciónentre la cantidadde electricidadalmacenada en el condensador y la tensióna la que se encuentransusplacas.La capacidad depende de:La tensión.Su construcción.•La carga aumentará al aumentar la tensión:Si el condensador es plano Sucapacidadla podemosexpresaren funciónde sus características constructivas.[F] d: Espesordel dieléctrico[m] S: Áreaenfrentadaentre placas[m2] er: Permitividadrelativa del dieléctrico.eo: Permitividaddel vacio=1/(4p.9.109) [F.m-1] e: Permitividaddel dieléctrico. [F.m-1]
•Condensador esférico:Dos conductores esféricos y concéntricosopuestamente cargados.
•Rigidez dieléctrica:Existe un límite en el espesor, por debajo del cual y para una determinada tensión salta una chispa y se perfora el dieléctrico. A esta tensión se le denomina tensión de perforación(Vp) del dieléctrico.Se denomina tensión disruptiva o rigidez dieléctricaa la máxima tensión que puede soportar un dieléctrico por centímetro de espesor sin que se perfore [kV/cm].
•Tensión de trabajo (Vn):Es su tensión nominal, menor que la tensión de perforación.La puede soportar indefinidamente
•Tipos de condensadores:·De plástico:Dieléctrico de poliéster, polipropileno, politetrafluoretileno(teflón),estiroflex,……Láminas de plástico sobre las que se depositan capas metálicas.El másutilizadoes el poliester.Capacidad hasta algunos µF.•Condensador de papel:El dieléctrico estáconstituido por papel, generalmente impregnado de una cera mineral o un aceite (mineral o sintético).•Condensador electrolítico:Generalmente polarizado, construidos a partir de una armadura metálica sobre la que se crea por electrolisis una capa de óxido que hace de dieléctrico. Tipos:·De óxido de aluminio.·De óxido de tántalo.Se consiguen miles de µF.No pueden conectarse a corriente alterna•Otros tipos son:·De cerámica·De mica•Condensador variable:Formado por dos juegos de armaduras móviles una con respecto a la otra. Su uso implica una variación continua de la capacidad.La botella de Leyden:Sirve para almacenar electricidad estáticaEs el prototipo más antiguo de condensador.Constitución:·Dieléctrico:Frasco de vidrio delgado·Armaduraexterior:Hoja metálica de estaño que constituye el forro exterior, excepto la parte superior de la botella·Armadurainterior:Relleno de laminillas de latón en el interior del frasco Para evitar la comunicación entre las armaduras, el cuello de la botella estábarnizado de goma laca. Una vez cargada la botella, si se ponen las dos armaduras en contacto, se descargarácon una chispa y una explosión.La botella de Leyden:Sirve para almacenar electricidad estáticaEs el prototipo más antiguo de condensador.Carga:Con el condensador descargado>D.d.p entre armaduras = 0 V.Conectamos el conmutador en la posición “1”D.d.pentre armaduras máxima = E•A medida que pasa el tiempo la d.d.p. entre las armaduras va en aumento hasta que se iguala con la tensión en bornes del generador.En ese instante se completa el ciclo de carga y la intensidad de corriente queda interrumpida.Descarga:Al conectar el conmutador en la posición 2, la intensidad serála máxima.El condensador comienza a descargarse y la intensidad disminuye.Cuando se haya descargado la intensidad se habráanulado.•Constante de tiempo:Es el tiempo que tarda un condensador en adquirir el 63 % de la carga que la falta para estar cargado.Se considera cargado un condensador con tres constantes de tiempo.[tc= 3. .= 3. R. C (s)].Es válido también para el tiempo de descarga de un condensador.Un condensador no llegaránunca a cargarse o descargarse totalmente.•Energía almacenada por un condensador.{W =1/2 (C. V2)[J]}.Un condensador cargado actúacomo un interruptor abiertoen un circuito de corriente continua.•Asociación de condensadores:En un circuito los condensadores pueden conectarse en:·Serie·Paralelo·De forma mixta.Cualquier asociación puede reemplazarse por un condensador equivalente que produzca los mismos efectos que dicha asociación•Asociación en serie:Un circuito con varios condensadores asociados en serie es aquél en el que todos ellos se conectan uno a continuación del otro.La carga eléctrica adquirida por cada uno de los condensadores es la misma e igual a la carga adquirida por el condensador equivalente [Q1= Q2= Q3= QT+] [V1+ V2+V3= V].Como la capacidad es la relación entre la carga que acumula el condensador y la tensión en sus bornes.La tensión en los bornes de cada condensador es:Sumamos tensiones [V1+ V2+V3= (Qt/C1)+(Qt/C2)+(Qt/C3)]•Asociación en derivación o paralelo:[Q1 + Q2+ Q3= QTV1= V2= V3 = V]·La carga de cada condensador:[Qt=C·Vt] [Ct=C1+C2+C3]